陳明森：網(wǎng)絡(luò)變壓器參數(shù)及檢測測試

1、陳明森：網(wǎng)絡(luò)變壓器參數(shù)及檢測說明陳明森摘要：本文介紹網(wǎng)絡(luò)變壓器參數(shù)及檢測說明關(guān)鍵詞：匝數(shù)比TR；相位PH；電感量Lx；漏電感LK；品質(zhì)因素Q；線圈間分布電容量Cp；直流電阻DCR；交流電阻ACR；阻抗Zx；平衡BL；變壓器特性參數(shù)測試儀(Transformer parameter tester features)設(shè)計(jì)精巧，性能優(yōu)越，功能強(qiáng)大，內(nèi)部采用國內(nèi)外最新型的單片機(jī)測試技術(shù)及先進(jìn)的A/D同步交流采樣和數(shù)字信號(hào)處理技術(shù);外部采用大屏幕液晶顯示，中文菜單提示，操作簡單，配備高速熱敏打印機(jī)，設(shè)計(jì)有存儲(chǔ)功能，方便數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和打印;配用數(shù)據(jù)管理軟件，保存的數(shù)據(jù)通過USB或232串口傳送到計(jì)算機(jī)(上位

2、機(jī))，進(jìn)行另存、打印、清空等多項(xiàng)操作，或直接通過上位機(jī)電腦操作測試，保存的文件格式為Word或Excel文件格式;或?qū)?shù)據(jù)直接存儲(chǔ)到移動(dòng)U盤中(不需要上位機(jī))。儀器體積小、重量輕，便于攜帶，現(xiàn)場使用極為方便，大大減輕了試驗(yàn)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率。變壓器、電感器、線圈等磁性元件各項(xiàng)測量參數(shù)說明1.圈數(shù)比TR：初次級(jí)繞線的比例，檢測變壓器繞線匝數(shù)比及耦合系數(shù)。 2.相位PH：繞線方向。檢測變壓器主次級(jí)的繞線方向。 3.電感量Lx：電壓與電流時(shí)間變化率的比例系數(shù)(e=L)。檢測鐵芯的導(dǎo)磁 系數(shù)、機(jī)械尺寸、完整性以及絕對繞線圈數(shù)。4.電感量Lx重疊DC Bais：檢測鐵芯的磁飽和特性。5.漏電

3、感LK：漏磁束切割形成的等效電感量。檢測鐵芯的導(dǎo)磁系數(shù)以及繞線 形成的耦合系數(shù)。6.品質(zhì)因素Q：電感的感抗(2fL)與電阻(ACR)之比。7.線圈間分布電容量Cp：線圈間雜散靜電容。檢測線圈間的距離、絕緣材料及隔離設(shè)計(jì)。 8.直流電阻DCR：銅線電阻。檢測PIN焊點(diǎn)、銅線材料、設(shè)計(jì)線長、斷短路等。 9.交流電阻ACR：銅線電阻加上磁滯損失及渦流損失造成的等效電阻。除了檢 測銅線外，還檢測鐵芯材料的磁化及絕緣。 10.阻抗Zx：變壓器的交流絕對阻抗。11.平衡BL：變壓器繞組中某兩組之間的平衡測試。檢測電感平衡、漏感平衡、電阻平衡。 12.出腳短路PS：不導(dǎo)通出腳之間的短路。檢測線圈間的漆包或焊

4、錫造成的短路。變壓器的參數(shù)測定變壓器等效電路中的各參數(shù)，可分別通過空載試驗(yàn)和短路試驗(yàn)求得。一、空載試驗(yàn)通過測定變壓器高低壓側(cè)繞組的電壓、空載電流和空載損耗, 求得變壓器變比和激磁阻抗參數(shù)。圖1.5.2-1 單相變壓器空載試驗(yàn)的原理接線圖為安全起見和儀表選擇方便，通常在低壓側(cè)加電源,高壓側(cè)開路。激磁阻抗參數(shù)與鐵心飽和程度有關(guān)，即與電源電壓大小有關(guān)，試驗(yàn)電壓必須取額定電壓?？蛰d電流數(shù)值較小，為減小測量誤差，須將電流表靠近變壓器接，然后依次接功率表和電壓表，如圖1.5.2-1所示。根據(jù)測量數(shù)據(jù):U2N(低壓側(cè)額定電壓)、U10(高壓側(cè)開路電壓)、I0(低壓側(cè)空載電流)和P0(空載損耗)，按空載運(yùn)行時(shí)

5、的等效電路圖1.3.5-1，忽略低壓繞組漏阻抗(zmz2)，變比k和激磁阻抗參數(shù)計(jì)算公式如下：空載試驗(yàn)在低壓側(cè)加電源，所測數(shù)據(jù)為低壓側(cè)值，求得磁阻 抗參數(shù)也為低壓側(cè)值，如需高壓側(cè)的激磁阻抗數(shù)值，還須進(jìn)行折 算，即乘(k*k)。特別注意：對三相變壓器進(jìn)行參數(shù)計(jì)算，應(yīng)首先將測量數(shù)據(jù)換算為相值(相電壓、相電流和一相的損耗)，然后才能代入公式， 即公式中所有數(shù)據(jù)必須是相值。二、短路試驗(yàn)通過測定變壓器的短路電壓、短路電流和短路損耗求得短路阻 抗參數(shù)和變壓器的重要參數(shù)：短路電壓UkN 。圖1.5.3-1 單相變壓器短路試驗(yàn)的原理接線圖低壓側(cè)電流大，儀表選擇不方便，通常在高壓側(cè)加電源，低壓側(cè)短接。從安全考慮

6、，通常取短路試驗(yàn)電流不超過額定電流。短路電壓數(shù)值較小，為減小測量誤差，須將電壓表靠近變壓器接，然后依次接功率表和電流表，如圖1.5.3-1所示。短路試驗(yàn)電壓低，磁通小，鐵耗可忽略不計(jì)，而短路電流較大，因此可認(rèn)為短路損耗等于銅耗。根據(jù)測量數(shù)據(jù)：短路電壓Uk、短路電流Ik和短路損耗Pk ，按變壓器簡化等效電路圖1.4.5-3，可得短路阻抗參數(shù)計(jì)算公式如下：短路試驗(yàn)在高壓側(cè)加電源，所測數(shù)據(jù)為高壓側(cè)值，則求得的短路阻抗參數(shù)也為高壓側(cè)值，如需低壓側(cè)的數(shù)值，也須進(jìn)行折算。短路試驗(yàn)還求得變壓器的重要參數(shù):短路電壓=I1NZk75c通常用額定電壓的百分值表示:UkN%=I1NZk75c*100%/U1N短路電

7、壓的大小反映變壓器在額定負(fù)載時(shí)短路阻抗壓降的大小。短路阻抗的大小對變壓器的運(yùn)行有很大影響。正常運(yùn)行時(shí)，希望它小一些，使變壓器二次電壓受負(fù)載波動(dòng)的影響小一些;但對變壓器突然短路故障來說，又希望它大一些，使短路電流減小。特別注意：上述各公式均按一相計(jì)算。如果用標(biāo)幺值表示,短路電壓的標(biāo)幺值與短路阻抗的標(biāo)幺值相等。三、標(biāo)幺值在電力工程計(jì)算中，常采用各物理量的標(biāo)幺值進(jìn)行運(yùn)算。某物理量的標(biāo)幺值是指其實(shí)際值與選定的同單位的基值之比，即標(biāo)幺值=實(shí)際值/基值 。標(biāo)幺值是一個(gè)相對值,沒有單位,習(xí)慣用各物理量原來的符號(hào)右下角加*號(hào)來表示。1. 基值的選擇基值理論上可任意選定，通常取各物理量本身的額定值作為基值。 如

8、在變壓器中，高低壓側(cè)各物理量選各自側(cè)的額定值為基值。電阻、電抗與阻抗的基值為額定相電壓UN與額定相電流之比，即 ZN=UN/IN。有功功率、無功功率和視在功率以額定容量為基值。2. 標(biāo)幺值的特點(diǎn)(1) 變壓器中各物理量在本側(cè)的標(biāo)幺值與其折算后在另一側(cè)的標(biāo)幺值相等，即采用標(biāo)幺值計(jì)算時(shí)，無需折算。例如(4) 將標(biāo)幺值乘以100可得到以額定值表示的百分值，反之亦然。例如，某臺(tái)變壓器短路電壓的百分值UkN%=5.5%，則其標(biāo)幺值UkN* =0.055。例題:一臺(tái)三相變壓器，額定容量SN=125000kVA,50Hz,額定 電壓U1N/U2N=110/11kV，Y，d接線。在低壓側(cè)加額定電壓做空載試驗(yàn)，

9、測得空載電流I0=131.22A，空載損耗P0 =133kW;在高壓 側(cè)加電源做短路試驗(yàn)，當(dāng)短路電流為額定電流時(shí)，測得短路電壓 UkN=11550V，短路損耗PkN=600kW，試求：激磁阻抗和短路阻抗的標(biāo)幺值和折算到高壓側(cè)的實(shí)際值(歐姆值)。說明變壓器參數(shù)計(jì)算有兩種方法，可任選其一。方法一:實(shí)際值計(jì)算法。對單相變壓器，將試驗(yàn)數(shù)據(jù)直接代入計(jì)算公式，根據(jù)要求進(jìn)行折算和求標(biāo)幺值;對三相變壓器，先將試驗(yàn)數(shù)據(jù)按接線方式換算為每一相的值，然后再代入計(jì)算公式，根據(jù)要求進(jìn)行折算和求標(biāo)幺值。方法二：標(biāo)幺值計(jì)算法。無論是單相變壓器，還是三相變壓器,先將試驗(yàn)數(shù)據(jù)換算為標(biāo)幺值,然后以標(biāo)幺值的形式代入計(jì)算公式,根據(jù)要求求實(shí)際值。解：方法一：實(shí)際值計(jì)算法。1. 空載試驗(yàn)求激磁阻抗參數(shù)空載試驗(yàn)是在低壓側(cè)做的，低壓側(cè)繞組采用三角形連接，則換算為相值的空載電壓、空載電流和空載損耗分別為2. 短路試驗(yàn)求短路阻抗參數(shù)短路試驗(yàn)是在高壓側(cè)做的，高壓側(cè)繞組采用星形連接，則換算為相值的短路電壓、短路電流和短路損耗分別為3. 求高壓側(cè)阻抗基值 ，根據(jù)要求求標(biāo)幺值方法二：標(biāo)幺值計(jì)